DE1261574B

DE1261574B - Method of manufacturing a composite cable and device for its implementation

Info

Publication number: DE1261574B
Application number: DEW35463A
Authority: DE
Inventors: Claude Gene Davis; Walter Kilburn Freeman; James William Phelps
Original assignee: Simplex Wire and Cable Co; Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp; SubCom Cable Systems LLC
Priority date: 1962-10-19
Filing date: 1963-10-18
Publication date: 1968-02-22

Description

Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Kabels und Vorrichtung zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Kabels, das einen als Zugseele dienenden Drahtstrang, der von einem leitenden Mantel umgeben ist, aufweist, wobei der Drahtstrang durch ein Schließwerkzeug geführt wird, ein längs verlaufender Streifen leitenden Materials dem Drahtstrang zugeführt und zu einem diesen umgebenden röhrenförmigen Mantel gewälzt, die Naht des Mantels verschweißt und der Außendurchmesser des Mantels durch ein Ziehwerkzeug zum Eindrücken von Mantelmaterial in die Zwischenräume des Drahtstranges reduziert wird.Method of making a composite cable and device for its implementation The invention relates to a method for producing a composite cable, the one serving as a tension core wire strand of is surrounded by a conductive sheath, wherein the wire strand through a closing tool is guided, a longitudinal strip of conductive material to the wire strand fed and rolled into a tubular jacket surrounding it, the seam of the jacket is welded and the outer diameter of the jacket by a drawing tool reduced for pressing sheath material into the spaces between the wire strand will.

Bei derartigen überseekabeln nimmt der als Zugseele dienende Drahtstrang die extrem hohen Zugspannungen auf, die beim Verlegen oder Wiedereinholen des Kabels im Tiefwasser auftreten können. Daraus und aus der Tatsache, daß Ozeankabel in Längen von mindestens etwa 37 km hergestellt werden, ergeben sich für die Fertigung schwerwiegende Probleme. Es ist eine Reihe von Herstellungsverfahren für Kabel der genannten Art sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren bekannt. So kennt man z. B. ein Verfahren zum Verseilen von Drähten zu einem zentralen Kern, bei dem der Kern zum Geraderichten durch Rollen hindurchgeführt wird und anschließend mit einem Kupferblech umgeben wird, so daß ein glatter Außenmantel entsteht. Es ist auch bekannt, zur Bildung eines glatten Außenmantels unter Verwendung eines oder mehrerer warm behandelter Streifen diese durch eine Art Ziehwerkzeug um die Zugseele herumzudrücken. Dabei werden insbesondere diese Maßnahmen in separaten Arbeits# gängen durchgeführt. Vor allem tritt bei der Herstellung extrem großer Einzellängen von Ozeankabeln bei diesen Verfahren der sogenannte Korbbildungseffekt auf, der auf überlängen der Drähte der Zugseele zurückzuführen ist und dadurch entsteht, daß die überschüssigen Längen durch von einem Ziehwerkzeug auf die äußere Ummantelung ausgeübten radialen Kräfte zurückgedrängt bzw. zurückgestreift werden, wodurch sie sich etwa in Gestalt eines Drahtkorbes aufspreizen.In such overseas cables, the wire rope serving as a tension core absorbs the extremely high tensile stresses that can occur when laying or retrieving the cable in deep water. This, and the fact that ocean cables are manufactured in lengths of at least about 37 km, pose serious manufacturing problems. A number of manufacturing processes for cables of the type mentioned and devices for carrying out these processes are known. So you know z. B. a method for stranding wires to a central core, in which the core is passed through rollers for straightening and then surrounded with a copper sheet, so that a smooth outer jacket is formed. It is also known to press one or more heat-treated strips around the tension core using a type of drawing tool in order to form a smooth outer jacket. In particular, these measures are carried out in separate work steps. In the manufacture of extremely long individual lengths of ocean cables, the so-called cage formation effect occurs in this process, which is due to the excess lengths of the wires in the tension core and which arises from the fact that the excess lengths are pushed back or removed by radial forces exerted on the outer sheath by a drawing tool. be pulled back, which means that they spread out in the form of a wire basket.

Es ist bereits zur Beseitigung dieser sich bildenden »Körbe« bekannt, bei einem Verfahren zur Herstellung von Seekabeln, bei welchem ein innerer als Zugseele dienender Drahtstrang von einem Kupfermantel umgeben ist, welcher aus einem Streifen geformt wird, beim Vorgang der Nahtschweißung noch nicht dicht anliegt und erst anschließend durch ein Ziehwerkzeug um den Zugdraht gepreßt wird, den verseilten Zugdraht durch ein Ziehwerkzeug hindurchzuführen, welches- durch Pressung den vergrößerten Durchmesser, also den »Korb«, wieder reduziert.It is already known to eliminate these "baskets" that form in a process for the production of submarine cables, in which an inner as a tension core Serving wire strand is surrounded by a copper jacket, which consists of a strip is formed, does not yet lie tightly in the process of seam welding and only is then pressed around the pull wire by a pulling tool, the stranded one Lead pull wire through a pulling tool, which - by pressing the enlarged The diameter, ie the "basket", is reduced again.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung von Seekabeln durch Vermeidung des sogenannten Korbbildungseffekts beim eng umschließenden und eindrückenden Ummanteln von verseilten Zugdrahtsträngen mittels gut leitenden Materials größere Längen in einem Stück herstellen zu können und dadurch die Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung zu erhöhen.In contrast, the invention is based on the object in the production of submarine cables by avoiding the so-called cage formation effect in tightly enclosing and pressing-in sheathing of stranded puller wire strands using highly conductive ones Material greater lengths to be able to produce in one piece and thus the economy increase in manufacturing.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß beim Umpreß- und Ziehvorgang etwa auftretende Längenunterschiede der einzelnen Zugdrähte in einem solchen Ausmaß beim Durchgang des Drahtstranges durch das besonders eng die Zugdrähte umschließende und auch schmiermittelfreie Schließwerkzeug mittels erhöhter Reibung und demzufolge auch Zugspannung beseitigt bzw. verhindert werden, das ausreicht, um jede zwischen dem Schließ- und dem Ziehwerkzeug möglicherweise auftretende Korbbildung zu verhindern.The invention solves this problem in that the pressing and drawing process any differences in length of the individual puller wires occurring to such an extent when the wire strand passes through that which surrounds the puller wires particularly tightly and also lubricant-free closing tool by means of increased friction and consequently tensile stress can also be eliminated or prevented, sufficient to prevent any between the closing and any cage formation that may occur with the pulling tool to prevent.

Die Erfindung macht auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verfügbar. Die Vorrichtung besteht darin, daß die mit dem Drahtstrang in Berührung stehenden Flächen des Schließwerkzeugs, das Ziehwerkzeug und der Mantel so aufeinander abgestimmt sind, daß zur Vermeidung einer Korbbildung hinter dem Schließwerkzeug jeder zusätzliche Längenunterschied der einzelnen Zugdrähte am Schließwerkzeug beseitigt sind, und daß zur Herstellung eines praktisch endlos langen Kabels eine Verseilvorrichtung, das Schließwerkzeug, eine Streifenzuführeinrichtung, eine den Streifen zu einem Mantel walzende Vorrichtung, eine Mantelnaht-Schweißvorrichtung, eine Mantelreduzierwalze und das Ziehwerkzeug hintereinander angeordnet sind.The invention also provides an apparatus for carrying out the method available. The device consists in that it is in contact with the wire strand standing surfaces of the closing tool, the drawing tool and the jacket so on one another are matched that to avoid a basket formation behind the closing tool any additional difference in length of the individual puller wires on the clamping tool is eliminated are, and that for the production of a practically endlessly long cable a stranding device, the closing tool, a strip feeder, one the strip into one Jacket rolling device, a jacket seam welding device, a jacket reducing roll and the drawing tool are arranged one behind the other.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In diesen zeigt F i g. 1 die schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens, F i g. 2 eine Teilansicht des hergestellten Kabels mit weggebrochenen Teilen, F ig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2, F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des Schließwerkzeugs zur Bildung der verseilten Kabelseele, F i g. 5 eine Längsschnittansicht durch das Schließwerkzeug nach F i g. 4, F i g. 6 bis 10 das Formen des metallischen Mantels um die Zugseele, F i g. 11 eine Ansicht ähnlich der F i g. 10 mit Schweißelektrode, F i g. 12 und 13 das erste und vierte Walzenpaar einer vier Walzenpaare aufweisenden Reduzierwalzenanordnung, F i g. 14 das Ziehwerkzeug zum Reduzieren der Mantelstärke.The invention will be described below using an exemplary embodiment with reference to the drawings. In these, FIG. 1 shows the schematic representation of the manufacturing process, FIG. 2 shows a partial view of the manufactured cable with parts broken away, FIG. 3 is a sectional view taken along the line 3-3 in FIG. 2, FIG . 4 shows a perspective view of the closing tool for forming the stranded cable core, FIG . 5 shows a longitudinal sectional view through the closing tool according to FIG . 4, fig. 6 to 10 the shaping of the metallic jacket around the tension core, FIG . 11 is a view similar to FIG. 10 with welding electrode, FIG. 12 and 13 the first and fourth pairs of rollers of a reduction roller arrangement having four pairs of rollers, FIG . 14 the drawing tool for reducing the jacket thickness.

Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß der verseilte Kein oder die verseilte Seele mittels eines üblichen 41 Spulen aufweisenden röhrenförmigen Verseilers ST hergestellt ist, nachdem er ein Spezialschließ-oder Formwerkzeug D durchlaufen hat. Das Verfahren umfaßt die Verwendung von Drähten WS (F i g. 3) mit ungleichen Außendurchmessern, wobei ein mittlerer oder zentraler Draht CW einen größeren Außendurchmesser aufweist als die ihn schaufelförmig umgebenden Drähte WS. Der verseilte Kein SC wird aus einer Reihe sehr harter hochzugfester Drähte WS hergestellt, die miteinander durch die Verseilmaschine ST verseilt werden und dann zu einem extrem dichten Strangkern durch das Spezialwerkzeug D, das in der F i g. 4 in Schrägansicht dargestellt ist, geformt werden. Das Werkzeug D wird nachstehend noch im einzelnen beschrieben werden, Nachdem der die Zugseele bildende Strangkern das Schließwerkzeug D passiert hat, wird ein metallischer Streifen CT, Kupfer in diesem Fall, von einer Vorratsrolle CR in eine sechsstufige Röhrenwalze zusammen mit dem Strangkern ST, aber mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, eingeführt. Die Röhrenwalze formt den Streifen CT in einen röhrenähnlichen Mantel SH, der den Kein SC umgibt. In den F i g. 6 bis 10 sind die verschiedenen Walzstufen dargestellt, wobei die Walze in den verschiedenen Figuren mit RLa, RLb. RLc, RLd und RLe bezeichnet sind und den Streifen CT um den Kern SC herum zu einer Röhre walzen, die eine in Längsrichtung verlaufende NahtSE aufweist. Diese Naht wird durch die aneinander angrenzenden Kanten des Kupferstreifens CT gebildet, wenn dieser zu dem Mantel SH gewalzt i wird.From FIG. 1 it can be seen that the stranded core or the stranded core is produced by means of a conventional tubular strander ST having 41 coils after it has passed through a special clamping or forming tool D. The method comprises the use of wires WS ( FIG. 3) with unequal outside diameters, a middle or central wire CW having a larger outside diameter than the wires WS surrounding it in the form of a scoop. The stranded Kein SC is made from a series of very hard, high tensile strength wires WS, which are stranded together by the stranding machine ST and then to form an extremely dense strand core by the special tool D, which is shown in FIG. 4 is shown in an oblique view. The D tool will be described in greater detail below, after the rod core, the Zugseele forming has passed the closing tool D, a metallic strip CT, copper is with in this case from a supply roll CR in a six-tube roll together with the rod core ST, but different speed, introduced. The tube roll forms the strip CT into a tube-like jacket SH which surrounds the SC. In the F i g. 6 to 10 the different rolling stages are shown, the roller in the various figures with RLa, RLb. RLc, RLd and RLe and roll the strip CT around the core SC into a tube having a longitudinal seam SE. This seam is formed by the adjoining edges of the copper strip CT when this is rolled into the jacket SH.

In der Fig. 11 ist ein Verfahren zum Verschweißen der beiden Kanten des Kupferstreifens CT zu einer fortlaufenden Röhre oder einem fortlaufenden Mantel SH dargestellt.FIG. 11 shows a method for welding the two edges of the copper strip CT to form a continuous tube or a continuous jacket SH .

Nach dem Schweißvorgang läuft der zusammengesetzte Leiter CC, der aus der Röhrenwalze ausgetreten ist und die Schweißzone verlassen hat, durch eine Reihe Reduzierwalzen. Der äußere Mantel SH wird durch eine Reihe von Walzenpaaren in seiner Größe reduziert. Zwei dieser Walzenpaare sind in den F i g. 12 und 13 dargestellt. Diese Rollen, die mit RL9 und RC bezeichnet sind, verringern den Durchmesser des Mantels SH, bis er nahezu mit dem äußeren Durchmesser des Strangkernes SC vergleichbar ist.After the welding process, the composite conductor CC, which has emerged from the tube roll and left the welding zone, runs through a series of reducing rolls. The outer shell SH is reduced in size by a series of pairs of rollers. Two of these roller pairs are shown in FIGS . 12 and 13 shown. These roles, which are designated with RL9 and RC, reduce the diameter of the sheath SH until it is almost comparable to the outer diameter of the strand core SC .

In der F i g. 14 ist ein letztes Ziehwerkzeug D2 gezeigt, in dem eine öffining OR mit einem solchen Durchmesser vorgesehen ist, daß es den Mantel SH in innigen Kontakt mit dem Strangkern SC drückt, so daß der Mantel SH mechanisch auf dem Kern SC durch in die zwischen den Drähten des Strangkernes bestehende Zwischenräume eingedrücktes Mantelmaterial befestigt ist. In der F i g. 3 ist der verformte Mantel SH dargestellt, der eine glatte äußere Oberfläche aufweist, während die innere Oberfläche sich durch die stattgefundene Kaltverformung oder durch das Fließen des Materials an die Drähte des Strangkeines sowie auf die Zwischenräume angepaßt ist. Da die Reduzierwalze ihren Arbeitsgang durch Ziehen oder Herunterarbeiten des Außendurchmessers des Mantels SH bis zu den Dimensionen des Kernes SC bewerkstelligt, laufen Kein SC und Mantel SH mit verschiedener Geschwindigkeit längs des ganzen Herstellungsverfahrens, bis sie im letzten Ziehwerkzeug D2 zu einer mechanischen Einheit verbunden werden.In FIG. 14, a final drawing tool D2 is shown in which an opening OR is provided with a diameter such that it presses the sheath SH into intimate contact with the strand core SC , so that the sheath SH mechanically on the core SC through into the between the wires of the strand core existing gaps is attached to pressed-in jacket material. In FIG. 3 shows the deformed sheath SH , which has a smooth outer surface, while the inner surface is adapted to the wires of the strand as well as to the interstices due to the cold deformation which has taken place or due to the flow of the material. Since the reducing roller accomplishes its operation by pulling or working down the outer diameter of the shell SH down to the dimensions of the core SC, no SC and shell SH run at different speeds along the entire manufacturing process until they are connected to a mechanical unit in the last drawing tool D2.

Nach dem Passieren des letzten Ziehwerkzeuges D2 wird das Fertigprodukt auf eine Vorratstrommel RL für weitere Verfahrensstufen aufgewickelt.After passing the last drawing tool D2 , the finished product is wound onto a storage drum RL for further process stages.

Das vorstehend beschriebene Korbbildungsproblem wird durch Zurückdrängen oder Zurückstreifen zusätzlicher Längenunterschiede der Drähte WS des Strangkemes SC durch das letzte ZiehwerkzeugD2 verursacht. Da das Ziehwerkzeug D2 eine genügend kleine öffnung OR aufweisen muß, um das Mantelmaterial SH in die Zwischenräume des Strangkernes SC (wie in der F i g. 3 dargestellt) einzudrücken, werden unterschiedliche Drahtlängen eines Drahtes mit Bezug auf dessen Nachbarn innerhalb der Röhre zurückgedrängt oder zurückgestreift. Da das zusammengesetzte Kabel in extrem hohen Längen hergestellt wird, haben die zusätzlichen Längen genügend Zeit, sich während des Herstellungsverfahrens zu addieren, bis eine wesentliche Ungleichheit in der Länge zwischen den den Strangkern SC bildenden Drähten WS existiert. Wenn dieses eintritt, spreizen die längeren Drähte in eine korbähnliche Gestalt auf und ruinieren die Kontinuität des Kabels. Das Problem der Korbbildung wurde durch das Schließwerkzeug D und seine neue Beziehung zu dem Ziehwerkzeug D2 beim vorliegenden Verfahren gelöst. Das Werkzeug D ist in der F i g. 4 in Schrägansicht und in der F i g. 5 in Schnittansicht gezeigt. In der F i g. 4 ist dargestellt, wie die einzelnen Drähte WS auf einer Seite des Werkzeugs eintreten und auf der anderen Seite als ein verseilter Strangkern, SC austreten.The above-described cage formation problem is caused by the pushing back or sliding back of additional differences in length of the wires WS of the strand core SC by the last pulling tool D2. Since the drawing tool D2 must have a sufficiently small opening OR in order to press the jacket material SH into the spaces between the strand core SC (as shown in FIG. 3 ), different wire lengths of a wire with respect to its neighbors within the tube are pushed back or pulled back. Since the composite cable is manufactured in extremely long lengths, the additional lengths have sufficient time to add up during the manufacturing process until there is a substantial mismatch in length between the wires WS forming the strand core SC . When this occurs, the longer wires splay into a basket-like shape, ruining the continuity of the cable. The problem of basket formation was solved by the closing tool D and its new relationship with the pulling tool D2 in the present method. The tool D is shown in FIG. 4 in an oblique view and in FIG . 5 shown in sectional view. In FIG. 4 shows how the individual wires WS enter on one side of the tool and exit on the other side as a stranded strand core, SC .

Das gezeigte Schließwerkzeug D ist aus zwei Hälf- ten 10 und 11 hergestellt, die miteinander durch Bolzen 12, 13, 14 und 15 verschraubt sind. Die bisherigen Schließwerkzeuge hatten einen Innendurchmesser, der gleich oder etwas größer als der Außendurchmesser des herzustellenden Kabels ist, wobei die Länge der Schließdüse üblicherweise etwa gleich dem halben Durchmesser derselben war. Das Werkzeug D des vorliegenden Verfahrens weist einen Düseninnendurchmesser id auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Strangkernes SC, und die Länge 1 der Schließdüse ist um ein Vielfaches größer als der Durchmesser id des Schließwerkzeuges D. Das Schließwerkzeug wird in einem nicht geschmierten Zustand betrieben, um die zwischen dem Schließwerkzeug D und dem Kern SC auftretenden Reibungskräfte zu erhöhen. Das SchließwerkzeugD ist so ausgelegt, daß es die Breite WS des Kernes SC in einem genügenden Ausmaß zurückdrängt oder zurückstreift, so daß das letzte Ziehwerkzeug D2 keine überschüssige Länge in den Drähten WS zum Zurückdrängen oder Zurückstreifen mehr vorfindet.The closing tool D shown is made from two halves 10 and 11 which are screwed together by bolts 12, 13, 14 and 15. The previous closing tools had an inside diameter which was equal to or slightly larger than the outside diameter of the cable to be produced, the length of the closing nozzle usually being approximately equal to half the diameter of the same. The tool D of the present method has an inner nozzle diameter id which is smaller than the outer diameter of the strand core SC, and the length 1 of the closing nozzle is many times greater than the diameter id of the closing tool D. The closing tool is operated in a non-lubricated state in order to increase the frictional forces occurring between the clamping tool D and the core SC. The closing tool D is designed to push back or pull back the width WS of the core SC to a sufficient extent that the last pulling tool D2 no longer finds any excess length in the wires WS for pushing back or pulling back.

Claims

Claims: 1. A method for producing a composite cable which has a wire strand serving as a tension core and which is surrounded by a conductive sheath, the wire strand being passed through a closing tool, a longitudinal strip of conductive material being fed to the wire strand and to one of these surrounding tubular jacket is rolled, the seam of the jacket is welded and the outer diameter of the jacket is reduced by a drawing tool for pressing jacket material into the gaps of the wire strand, characterized in that the length differences of the individual pull wires occurring during the pressing and drawing process to such an extent Passage of the wire strand through the closing tool, which encloses the tension wires particularly tightly and is also lubricant-free, can be eliminated or prevented by means of increased friction and consequently also tensile stress, which is sufficient to possibly prevent any between the closing tool and the drawing tool se occurring to prevent basket formation.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the surfaces of the closing tool in contact with the wire strand, the drawing tool and the jacket are coordinated so that each additional difference in length of the individual pull wires to avoid a basket formation behind the closing tool is eliminated on the closing tool, and that a stranding device, the closing tool, a strip feeder, a device rolling the strip into a jacket, a jacket seam welding device, a jacket reducing roller and the drawing tool are arranged one behind the other to produce a practically endless cable. Documents considered: German utility model No. 1815 447; British Patent No. 884 747.